RU2029859C1 - Способ управления режимом работы забойного гидравлического двигателя при бурении скважин и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ управления режимом работы забойного гидравлического двигателя при бурении скважин и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2029859C1 RU2029859C1 SU4954492/03A SU4954492A RU2029859C1 RU 2029859 C1 RU2029859 C1 RU 2029859C1 SU 4954492/03 A SU4954492/03 A SU 4954492/03A SU 4954492 A SU4954492 A SU 4954492A RU 2029859 C1 RU2029859 C1 RU 2029859C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- mode
- input
- downhole
- identification
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к буровой технике и предназначено для управления режимом работы забойных гидравлических двигателей при бурении скважин. Сущность изобретения: для повышения эффективности бурения колонну бурильных труб приподнимают над забоем скважины, осуществляют измерение частоты вращения вала забойного двигателя в режиме холостого хода, производят автоматически идентификацию рабочей частоты вращения, соответствующей режиму максимальной механической мощности, передаваемой долоту, который поддерживают в процессе бурения. При этом момент проведения очередной идентификации определяют по величине расхода прокачиваемого бурового раствора на входе в бурильную колонну или по величине давления бурового раствора в нагнетательной линии скважины. Для осуществления способа предназначено устройство, которое снабжено блоком идентификации рабочей частоты вращения, соединенным по входу с компаратором, а по выходу с микропроцессорным блоком управления. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к буровой технике, в частности касается управления режимом работы забойных гидравлических двигателей при бурении скважин.
Известен способ управления режимом бурения путем регулирования осевой нагрузки на долото посредством ленточного тормоза лебедки на основе показаний наземного индикатора веса, с помощью которого осуществляется измерение веса на крюке [1].
При всей своей простоте указанный споcоб хотя и позволяет судить о работе турбобура на забое скважины, но в то же время не обеспечивает его отработку в области максимума механической мощности. Объясняется это по крайней мере двумя основными причинами. Во-первых, информация, получаемая с помощью индикатора веса, особенно при наклонно направленном бурении, неточна, так как при этом не учитывается сила трения бурильной колонны о стенки скважины. Во-вторых, при бурении гидравлическими двигателями осевая нагрузка без точной информации о физико-механических свойствах проходимых горных пород не характеризует ни частоту вращения, ни развиваемый момент, т.е. мощность на валу двигателя, которая при прочих равных условиях определяет механическую скорость бурения.
Известен также способ управления режимом работы турбобура путем автоматического поддержания постоянной величины осевой нагрузки на долото с помощью электропорошкового тормоза типа ТЭП-45, связанного механически с валом лебедки [2].
Как и в предыдущем способе, при данном методе не учитываются физико-механические свойства проходимых горных пород, в результате чего не обеспечивается отработка турбобура в области максимума механической мощности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ и устройство для автоматического управления режимом работы турбобура [3] .
Такой способ включает вращение забойного двигателя и долота за счет циркуляции бурового раствора, создание в буровом растворе колонны бурильных труб импульсов давления с периодом следования, пропорциональным частоте вращения вала забойного двигателя, передачу их по буровому раствору на поверхность и формирование на основе поступающих импульсов давления сигналов управления тормозом барабана лебедки для поддержания постоянной частоты вращения вала. Реализация указанного способа осуществляется посредством устройства автоматического управления, содержащего глубинный импульсный датчик давления, подключенный ко входу аппаратурного блока наземного комплекса, выполненного в виде последовательно соединенных электромеханического приемника импульсов давления, фильтра-усилителя и компаратора и последовательно соединенных микропроцессорного блока управления и формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен ко входу регулятора нагрузки на долото.
Недостатком этого технического решения является отсутствие возможности автоматической идентификации рабочей частоты вращения, соответствующей максимуму механической мощности на долоте, что крайне необходимо, так как даже забойные движители одного и того же типа имеют существенный разброс характеристик.
Целью изобретения является повышение эффективности бурения скважин за счет определения режима максимальной мощности конкретного типа забойного гидравлического двигателя.
Цель достигается тем, что в способе управления режимом работы забойного гидравлического двигателя при бурении скважин, включающем создание в буровом растворе колонны бурильных труб импульсов давления с периодом, пропорциональным частоте вращения вала забойного двигателя, передачу их по буровому раствору на поверхность и формирование на основе поступающих импульсов давления сигналов управления тормозом барабана лебедки для поддержания постоянной частоты вращения вала, колонну бурильных труб приподнимают над забоем скважины, осуществляют измерение частоты вращения вала забойного двигателя в режиме холостого хода и автоматически производят идентификацию рабочей частоты вращения, соответствующей режиму максимальной механической мощности, передаваемой долоту, запоминают выбранное значение этой частоты в качестве уставки, затем опускают колонну бурильных труб на забой. В процессе бурения текущие значения частоты вращения сравнивают со значением уставки, и сигнал управления тормозом формируют в зависимости от полученного в результате сравнения сигнала рассогласования. Кроме того, момент проведения очередной идентификации осуществляют по величине расхода прокачиваемого бурового раствора на входе в бурильную колонну или по величине давления бурового раствора в нагнетательной линии скважины.
Для реализации данного способа уcтройcтво для управления режимом работы гидравлического забойного двигателя, содержащее глубинный импульсный датчик измерения и передачи на поверхность по буровому раствору импульсов давления, подключенный ко входу аппаратурного блока, выполненного в виде последовательно соединенных электромеханических приемника-преобразователя импульсов давления, фильтра-усилителя и компаратора, и последовательно соединенных микропроцессорного блока управления и формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен ко входу регулятора нагрузки на долото, снабжено блоком идентификации рабочей частоты вращения, ко входу которого подключен выход компаратора, а выход блока идентификации соединен со входом микропроцессорного блока управления.
На чертеже показана структурная схема устройства.
Устройство для управления режимом работы гидравлического забойного двигателя состоит из глубинного датчика 1, входная ось 2 которого связана с валом забойного двигателя 3, регулятора 4 нагрузки на долото и аппаратурного блока 5, содержащего электромеханический приемник-преобразователь 6 импульсов давления, фильтр-усилитель 7, компаратор 8, блок 9 идентификации, микропроцессорный блок 10 управления и преобразователь 11.
При включении буровых насосов (бурильная колонна приподнята над забоем) начинает вращаться забойный двигатель 3, приводя в действие через входную ось 2 механизм глубинного датчика 1. Через определенное число оборотов вала забойного двигателя глубинный датчик генерирует в буровом растворе импульсы давления с периодом следования, пропорциональным частоте вращения, которые, поступая на устье скважины, преобразуются электромеханическим приемником-преобразователем 6 в электрические сигналы. Пройдя через фильтр-усилитель 7, эти сигналы отфильтровываются от помех и поступают на компаратор 8, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы. Сформированные прямоугольные импульсы поступают в блок 9 идентификации, где в режиме идентификации осуществляется анализ частоты вращения вала турбобура в режиме холостого хода, определяется и запоминается рабочая частота вращения, соответствующая максимуму механической мощности конкретного типа забойного двигателя.
Значение выбранной рабочей частоты вращения передается в микропроцессорный блок 10 управления и запоминается в нем в качестве уставки. В рабочем режиме в блоке 10 осуществляется сопоставление фактических (текущих) значений частоты вращения забойного двигателя и значения уставки, на основе которого формируется сигнал рассогласования, поступающий на вход преобразователя 11. Сформированный в преобразователе 11 сигнал управления поступает на регулятор 4 подачи долота, посредством которого осуществляется необходимое изменение тормозного усилия на барабане лебедки. Так, например, при значении частоты вращения забойного двигателя в рабочем режиме выше уставки посредством сформированного сигнала управления осуществляется более интенсивное растормаживание барабана лебедки до момента достижения забойным двигателем частоты вращения, равной значению уставки. И наоборот, при значении частоты вращения ниже уставки осуществляется подтормаживание барабана лебедки до момента достижения забойным двигателем частоты вращения, равной значению уставки.
Claims (5)
- СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ЗАБОЙНОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.
- 1. Способ управления режимом работы забойного гидравлического двигателя при бурении скважин, включающий создание в буровом растворе колонны бурильных труб импульсов давления с периодом следования, пропорциональным частоте вращения вала забойного двигателя, передачу их по буровому раствору на поверхность и формирование на основе поступающих импульсов давления сигналов управления тормозом барабана лебедки для поддержания постоянной частоты вращения вала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса бурения скважин за счет определения режима максимальной мощности конкретного типа забойного гидравлического двигателя, колонну бурильных труб приподнимают над забоем скважины, измеряют частоту вращения вала забойного двигателя в режиме холостого хода и автоматически проводят идентификацию рабочей частоты вращения, соответствующей режиму максимальной механической мощности, передаваемой долоту, запоминают выбранное значение этой частоты в качестве уставки, затем опускают колонну бурильных труб на забой и в процессе бурения текущие значения частоты вращения сравнивают со значением уставки и сигнал управления тормозом формируют в зависимости от полученного в результате сравнения сигнала рассогласования.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что момент проведения очередной идентификации осуществляют по величине расхода прокачиваемого бурового раствора на входе в бурильную колонну.
- 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что момент проведения очередной идентификации осуществляют по величине давления бурового раствора в нагнетательной линии скважины.
- 4. Устройство для управления режимом работы забойного гидравлического двигателя при бурении скважин, содержащее глубинный импульсный датчик давления, подключенный к входу аппаратурного блока наземного комплекса, выполненного в виде последовательно соединенных электромеханического приемника импульсов давления, фильтра-усилителя и компаратора, и последовательно соединенных микропроцессорного блока управления и формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к входу регулятора нагрузки на долото, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса бурения скважин путем определения режима максимальной механической мощности конкретного типа забойного двигателя, оно снабжено блоком идентификации рабочей частоты вращения, к входу которого подключен выход компаратора, а выход блока идентификации соединен с входом микропроцессорного блока управления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4954492/03A RU2029859C1 (ru) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Способ управления режимом работы забойного гидравлического двигателя при бурении скважин и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4954492/03A RU2029859C1 (ru) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Способ управления режимом работы забойного гидравлического двигателя при бурении скважин и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2029859C1 true RU2029859C1 (ru) | 1995-02-27 |
Family
ID=21584029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4954492/03A RU2029859C1 (ru) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Способ управления режимом работы забойного гидравлического двигателя при бурении скважин и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2029859C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008094070A1 (fr) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu 'vniibt-Burovoi Instrument' | Enregistreur de paramètres de fond |
US7912678B2 (en) | 1999-02-17 | 2011-03-22 | Denny Lawrence A | Oilfield equipment identification method and apparatus |
RU2495240C1 (ru) * | 2012-05-04 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ адаптивного управления процессом бурения скважин |
RU2595027C1 (ru) * | 2015-07-24 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ оптимального адаптивного управления процессом бурения скважин |
RU2642590C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-01-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ оптимального адаптивного управления процессом бурения нефтегазовых скважин по трем режимным параметрам |
-
1991
- 1991-06-17 RU SU4954492/03A patent/RU2029859C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Вольгемут Э.А. Устройства подачи долота для бурения нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1969. * |
2. Суханишвили И.Н. Порошковый тормоз как регулятор подачи долота. - Обзор "Электромагнитные порошковые муфты и тормоза в приводах буровых установок", сер. "Машины и нефтяное оборудование". М.: ВНИИОЭНГ, 1977. * |
3. Патент США N 4491186, кл. 175/26, опублик.1985. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7912678B2 (en) | 1999-02-17 | 2011-03-22 | Denny Lawrence A | Oilfield equipment identification method and apparatus |
US9534451B2 (en) | 1999-02-17 | 2017-01-03 | Den-Con Electronics, Inc. | Oilfield equipment identification method and apparatus |
WO2008094070A1 (fr) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu 'vniibt-Burovoi Instrument' | Enregistreur de paramètres de fond |
RU2495240C1 (ru) * | 2012-05-04 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ адаптивного управления процессом бурения скважин |
RU2595027C1 (ru) * | 2015-07-24 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ оптимального адаптивного управления процессом бурения скважин |
RU2642590C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-01-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ оптимального адаптивного управления процессом бурения нефтегазовых скважин по трем режимным параметрам |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4491186A (en) | Automatic drilling process and apparatus | |
US3658138A (en) | Process for optimizing the penetration speed of a drilling tool driven by a motor whose torque decreases with an increasing running speed and apparatus therefor | |
US4734892A (en) | Method and tool for logging-while-drilling | |
US3872932A (en) | Process and apparatus for automatic drilling | |
US5117926A (en) | Method and system for controlling vibrations in borehole equipment | |
CA2692929C (en) | Method and apparatus for downlink communication using dynamic threshold values for detecting transmitted signals | |
MX2007008965A (es) | Control de bomba para prueba de formacion. | |
US4562560A (en) | Method and means for transmitting data through a drill string in a borehole | |
US3693428A (en) | Hydraulic control device for transmitting measuring values from the bottom of a well to the surface as pressure pulses through the drilling mud | |
CA2459723A1 (en) | Active controlled bottomhole pressure system and method | |
DK148006B (da) | Maaleudstyr til indsaetning i en boreroerstreng for udfoerelse af maalinger samtidig med boringen | |
GB2333787A (en) | Mud pulse telemetry in underbalanced drilling systems | |
US2787759A (en) | Apparatus for logging wells | |
US20130222149A1 (en) | Mud Pulse Telemetry Mechanism Using Power Generation Turbines | |
US11914403B2 (en) | Changing set points in a resonant system | |
RU2688652C2 (ru) | Способы эксплуатации скважинного бурового оборудования на основе условий в стволе скважины | |
RU2029859C1 (ru) | Способ управления режимом работы забойного гидравлического двигателя при бурении скважин и устройство для его осуществления | |
US20130213641A1 (en) | System and Method for Casing Milling | |
RU2065956C1 (ru) | Способ управления процессом бурения скважин забойным гидродвигателем | |
RU2569656C1 (ru) | Способ управления процессом бурения и система для его осуществления | |
RU2733876C2 (ru) | Способ автоматического регулирования подачи бурового инструмента в процессе бурения и устройство для его реализации | |
RU2508447C1 (ru) | Способ контроля режима работы гидравлического забойного двигателя в забойных условиях | |
SU1199924A1 (ru) | Способ гидродинамических исследований в процессе бурени скважины | |
US20240240555A1 (en) | System And Method For Downlinking Combinatorial Frequencies Alphabet | |
RU2180398C2 (ru) | Способ контроля процесса бурения наклонно-горизонтальных скважин |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050618 |